大规模空调负荷在恶意控制下的配电网风险分析

发布时间：2024-12-17 21:59

　　 针对目前配电网第三方终端智能设备存在信息安全防御程度低、没有严格的准入标准等问题,分析了大规模空调负荷在恶意控制下的配电网安全运行风险。首先,根据配电网中不同类型空调功率响应特点,建立相应的空调负荷攻击模型。其次,分析了空调启停和温控后运行功率变化,制定快速、持续攻击策略,以造成严重电力电量不平衡。最后,通过某网区10 k V馈线进行仿真分析,结果表明该攻击模型不仅可快速造成馈线停电事故,而且还可长时间地造成电力公司和用户的经济损失。

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【部分图文】：

图1 配电网可控负荷

用户可以利用互联网对空调自身嵌入式处理器或第三方智能开关对空调进行温度控制或启停，如图1所示。但相较于电动汽车负荷，空调负荷目前缺乏严格的第三方设备准入机制及网络安全保护措施。攻击者可以利用第三方设备中嵌入式处理器的安全漏洞，通过互联网将恶意代码移植入空调内部控制平台或者智能开关....

图2 热参数模型

空调所在的建筑物具有储热能力，用简化的等效热参数模型来表示其储热原理[19]，其原理如图2所示。其中，Ca为气体比热容，Cm为固体比热容，R1为气体比热容，R2为固体等效热阻，P为空调机组的制冷功率，To为室外温度，Ti为室内温度。将热参数模型简化可得室内温度Ti的计算公式[15....

图3 空调运行示意图

定频空调工作具有周期性，室内温度的周期性变化曲线以及运行功率的周期性变化曲线如图3所示，其中，Prated为变频空调维持室内设定温度时的运行功率。当室内温度Ti达到室内温度上限Tmax时，空调开启。室内温度上限Tmax被定义为：式中：δ为波动阈值，本文取2℃；Tset为定频空调室....

图4 10 k V配电网馈线运行情况

利用本文所提的攻击模型对图4所示的我国中部地区某10kV馈线负荷进行分析，其中以每15min作为1个时刻，每1h作为1个时段。该10kV馈线容量为10MW，包含6000台空调负荷，单机最大运行功率均为2.5kW，运行情况如表2所示。标杆燃煤电价为0.455元/....

本文编号：4016592